Ferrosilicon (FESI), ana bileşenleri-silikon nedeniyle farklı kimyasal özellikler sergiler(Si)VeDemir (FE)-ve alaşımın yapısı. Reaktivitesi silikon içeriği (tipik olarak 45-90% si), safsızlıklar (örn. Al, C, CA) ve çevresel koşullardan etkilenir. Aşağıdakiler ana kimyasal özellikler:
1. Oksidasyon davranışı
Oksijen ile reaktivite:
Silikon tercihen havada veya oksijen açısından zengin bir ortamda oksitlenir:
Si+O2 → Sio2 (ΔH<0, exothermic reaction).
Yüzey pasifliği: İnce bir tabakaSio₂(Silika) yüzeyde oluşur, alaşımı orta sıcaklıklarda daha fazla oksidasyondan korur.
Yüksek sıcaklık oksidasyonu: 1200 derecenin üzerindeki sıcaklıklarda, oksidasyon hızlanır ve Feo ve Sio₂ karışımları oluşturur.
2. Su/nem ile reaksiyon
Hidrojen oluşumu:
Ferrosilikon, özellikle alkalin koşullar altında hidrojen gazı (H₂) salgılamak için su veya nem ile yavaş tepki verir:
Fesi +4 h2o → fe (oh) 3+ sio 2+2 h2 ↑
Tehlike: Hidrojen birikimi bir patlama tehlikesi oluşturur; Depolama kuru, havalandırılmış bir ortam gerektirir.
Hız faktörleri: Daha yüksek silikon içeriği ve daha küçük parçacıklar reaksiyon hızını arttırır.
3. Asit reaktivitesi
Güçlü asitler (HCL, H₂so₄):
Ferrosilicon'u çözün, hidrojeni serbest bırakma ve silikat ve demir tuzları oluşturma:
Fesi +6 hcl → fecl 2+ sicl 4+3 h2 ↑
Nitrik asit (HNO₃):
Bir silika tabakasının oluşumu nedeniyle yüzeyi pasifleştirir ve daha fazla reaksiyonu yavaşlatır.
4. Alkalilere reaktivite
Güçlü Alkalis (Naoh, KOH):
Silikatlar ve hidrojen oluşturmak için silikonla reaksiyona girin:
Si +2 naOH+H2O → Na2sio 3+2 H2 ↑
Alkalin çözeltilerindeki demir pratik olarak tepki vermez.
5. Acenteleri Azaltma Özellikleri
Yüksek indirgeme yeteneği:
Ferrosilicon'daki silikon, metalurjik süreçlerde güçlü bir indirgeyici ajan görevi görür:
Magnezyum Üretimi (Pidgeon Process):
2mgo (kalsine dolomit)+fesi → 2mg ↑+Ca2sio 4+ fe
Çelik üretimi: Demir oksitleri (FEO) ve erimiş çelikteki diğer safsızlıkları azaltır.
6. Toksinlerle etkileşim
Cüruf oluşumu: Çelik eritme sürecinde,
Ferrosilikon, karmaşık silikatlar oluşturmak için oksijen ve cüruf bileşenleri (örn., Cao, Al₂o₃) ile reaksiyona girer:
Sio 2+ cao → casio3 (cürufun bir bileşeni).
Cüruf sıvısı: Verimli safsızlık giderilmesi için cürufun viskozitesini düzenler.
7. Karbon ve safsızlıkların etkisi
Karbon içeriği:
Düşük karbonlu dereceler (c 0 'dan daha az veya eşittir.%2) çelikte kasıtsız karbürizasyonu en aza indirir.
Yüksek karbon içeriği, yüksek sıcaklıklarda karbürlerin (örneğin sic) oluşmasına yol açabilir.
Alüminyum (AL):
Deoksidasyonu arttırır, ancak çelikte istenmeyen alümina inklüzyonları (al₂o₃) oluşturabilir.
Fosfor (P) ve kükürt (ler):
Kesinlikle kontrol edilir (<0.04% P, <0.02% S) to avoid embrittlement of the final product.
8. Termal stabilite
Ayrışma:
It is stable under standard conditions, but decomposes at very high temperatures (>1600 derece) silikon buharının salınmasıyla.
Refrakterlerle tepki:
Erimiş ferrosilikon temel refrakterleri (örn. MGO tabanlı astarlar) korodayabilir.
9. Doping davranışı
Metal uyumluluk:
Demir ile ötektik karışımlar oluşturur ve erime noktasını azaltır.
Özel çelikler elde etmek için geçiş metalleri (örn. MN, CR) ile kolayca alaşımdır.
Anahtar tepkilerin özeti
Reaksiyon tipi kimyasal denklem uygulaması/risk
OksidasyonSi + o₂ → sio₂ pasivasyon, cüruf
oluşumSu ile reaksiyonFesi + h₂o → sio₂ + fe (oh) ₓ + h₂ ↑ hidrojen
patlama tehlikesiAsit çözünürlüğü FESI+ Hcl → fecl₂ + sicl₄ + h₂ ↑ Analitik çözünme, h₂
izolasyonAzaltma (MGO)2MGO + FESI → 2MG ↑ + Pa₂sio₄ + Fe Magnezyum Üretimi (Pidgeon)
Pratik sonuçlar
Depolamak: H₂ oluşumunu önlemek için kuru olmalıdır.
Çelik üretimi: Silikonun güçlü deoksidizasyon yeteneği çeliğin kalitesini artırır.
Emniyet: Ezilmiş ferrosilikondan gelen toz oldukça yanıcıdır; Onunla ince bir toz şeklinde çalışmak, inert bir atmosfer gerektirir.
